一种确定三压余热锅炉蒸汽流量及排烟参数的计算方法技术

本发明专利技术公开一种三压余热锅炉蒸汽流量及排烟参数的计算方法，主要针对在现有技术配置中难以准确计算三压余热锅炉的高、中、低压蒸汽的各自产生量、余热锅炉热效率以及排烟参数而设计。本发明专利技术的三压余热锅炉蒸汽流量及排烟参数的计算方法包括：相关参数的采集与测定；再热系统的判定及再热量的计算；补燃系统的判定及补燃量的计算；三压余热锅炉高、中、低压蒸汽流量的计算；三压余热锅炉排烟参数和热效率的计算。本发明专利技术能够准确计算三压余热锅炉蒸汽流量、热效率及排烟参数，为三压余热锅炉在工程中的配置方案提供合理依据，进而使整个工程系统的热效率达到最大，最终达到节能降耗的目的。

A calculation method for determining steam flow rate and smoke exhaust parameters of three heat recovery boiler

The invention discloses a calculation method of steam flow rate and exhaust parameters of three pressure waste heat boiler. It is mainly designed to calculate the production of high, medium and low pressure steam of three pressure waste heat boiler, heat efficiency of waste heat boiler and parameters of exhaust smoke in the existing technical configuration. The calculation methods of the steam flow and exhaust parameters of the three pressure waste heat boiler include the acquisition and measurement of the related parameters, the determination of the reheat system and the calculation of the reheat, the determination of the combustion system and the calculation of the amount of combustion; the calculation of the high, middle and low pressure steam flow rates of the three pressure waste heat boiler; and the exhaust parameters of the three pressure waste heat boiler and the smoke exhaust parameters. The calculation of thermal efficiency. The invention can accurately calculate the steam flow rate, thermal efficiency and smoke exhaust parameters of the three pressure waste heat boiler, and provide a reasonable basis for the configuration scheme of the three pressure waste heat boiler in the project, and then make the thermal efficiency of the whole engineering system reach the maximum, and finally achieve the purpose of saving energy and reducing consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种确定三压余热锅炉蒸汽流量及排烟参数的计算方法
本专利技术涉及一种热能工程的动力机械领域，尤其涉及一种三压余热锅炉在变工况运行条件下的高、中、低压蒸汽流量、排烟温度及锅炉效率的计算方法。
技术介绍
余热锅炉作为电力、钢铁、水泥、石油、化工等各行业中通用的设备之一，在工业生产中有着重要的地位。在燃气蒸汽联合循环系统中，余热锅炉是燃料串行使用路径中把燃气轮机的放热量传递给汽轮机，变成汽轮机的吸热量的设备。根据系统的具体构成不同，余热锅炉可利用燃气轮机的排气生产汽轮机所需要的蒸汽，也可能只是用来加热下位电站汽轮机的给水。三压余热锅炉可产生三个压力等级的蒸汽，其汽水系统较为复杂。采用三压余热锅炉的目的是为了尽可能地回收燃气轮机排气的余热，以提高燃气蒸汽联合循环系统的整体热效率。三压余热锅炉作为燃气蒸汽联合循环系统的主要设备之一，其高、中、低蒸汽发生量、锅炉热效率、排烟温度等参数受到燃气轮机的影响。燃气轮机的排气参数易受到环境因素、燃料因素等的影响，从而使三压余热锅炉的高、中、低压蒸汽发生量、锅炉热效率、排烟温度等参数发生改变。准确计算变工况条件下，三压余热锅炉的高、中、低压蒸汽发生量、锅炉热效率及排烟参数，为合理配置燃气蒸汽联合循环系统奠定了基础。因此，要构建一个适用于变工况运行条件下的三压余热锅炉高、中、低压蒸汽发生量、锅炉热效率及排烟参数的计算方法，是合理配置燃气蒸汽联合循环系统的基础手段，能够为燃气蒸汽联合循环系统运行方案提供基础数据，具有重要的实用意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种适用于变工况运行条件下的三压余热锅炉蒸汽流量及排烟参数的计算方法。为达到上述目的，本专利技术一种确定三压余热锅炉蒸汽流量及排烟参数的计算方法，所述的蒸汽流量及排烟参数的计算方法包括：S1，相关参数的采集与测定；S2，再热系统的判定及再热量的计算；S3，补燃系统的判定及补燃量的计算；S4，三压余热锅炉高、中、低压蒸汽流量的计算；S5，三压余热锅炉排烟参数和热效率的计算；进一步地，相关参数的采集与测定具体包括如下步骤：S11，根据项目负荷情况，分别确定三压余热锅炉产生的高、中、低压蒸汽的压力和温度；S12，为三压余热锅炉的高、中、低压蒸汽分别选取合适的节点温差及接近点温差；S13，根据项目所使用的燃气轮机机型、环境参数及燃气参数等信息，采集燃气轮机排烟成分、排烟温度及流量，计算烟气热力性质；S14，根据所选定的汽轮机机型，确定汽轮机排汽压力；选取合适的高、中、低压流程的内效率及其机械发电效率；S15，选取合适的1#高压省煤器出口给水温度的变量；进一步地，再热系统的判定及再热量的计算包括如下步骤：S21，根据项目负荷情况和系统配置的汽轮机形式，确定三压余热锅炉是否需要再热系统；S22，根据汽轮机对再热蒸汽参数的要求，确定汽轮机再热蒸汽进口的热再热蒸汽的温度和压力及比焓、比熵、高压缸排出的冷再热蒸汽的温度和压力及比焓、比熵；进一步地，补燃判定及补燃量的计算包括如下步骤：1)根据燃气轮机排气参数和项目对蒸汽负荷的需求量，对三压余热锅炉是否补燃进行判定，并确定补燃形式一内补燃还是外补燃；2)指定补燃参数确定形式：①指定燃烧器出口温度②指定燃料流量③指定低位热量输入量④指定高位热量输入量⑤指定烟气温升量；3)根据第一计算式计算补燃时进入补燃室的天然气所消耗的氧气的容积数，所述第一计算式为：式中，为补燃时进入补燃室的天然气所消耗的氧气的容积数，m3/s；CnHm为天然气成分，％；n为天然气成分的碳原子个数；m为天然气成分的氢原子个数；4)根据第二计算式计算补燃时进入炉膛的烟气流量，所述第二计算式为：Mg-furnace＝Mg-GT+MNG-HRSG+Mair-externally式中，Mg-furnace为进入炉膛的烟气流量，m3/s；Mg-GT为燃气轮机的排烟流量，m3/s；MNG-HRSG为补燃时进入余热锅炉的天然气流量，m3/s；Mair-externally为外补燃时进入余热锅炉的空气量，m3/s；进一步地，三压余热锅炉高、中、低压蒸汽流量的计算还包括如下步骤：根据第三计算式计算高压省煤器与高压蒸发器之间的烟气温度，所述第三计算式为：tEB-HPS＝tsatw-HPS+tppdt-HPS式中，tEB-HPS为高压省煤器与高压蒸发器之间的烟气温度，℃；tsatw-HPS为高压蒸汽压力下饱和水的温度，℃；tppdt-HPS为三压余热锅炉高压蒸汽的节点温差，℃；2)根据第四计算式计算再热时三压余热锅炉高压蒸汽流量计算系数，所述第四计算式为：XHPS＝(tEB-HPS-tEB-MPS)×(hsats-LPS-hsatw-LPS)-(tEB-MPS-tEB-LPS)×(hLPS-hsats-LPS)YHPS＝(hMPS-hsatw-MPS)×(hsats-LPS-hsatw-LPS)-(hsatw-MPS-hEw-LPS)×(hLPS-hsats-LPS)ZHPS＝(hsatw-HPS-hEw-HPS1)×(hsats-LPS-hsatw-LPS)-(hEw-HPS1-hEw-LPS)×(hLPS-hsats-LPS)式中，tEB-MPS为中压省煤器与高压蒸发器之间的烟气温度，℃；tEB-LPS为低压省煤器与高压蒸发器之间的烟气温度，℃；hsatw-LPS为低压蒸汽压力下饱和水的焓值，kJ/kg；hsats-LPS为低压蒸汽压力下饱和蒸汽的焓值，kJ/kg；hLPS为低压蒸汽焓值，kJ/kg；hMPS为中压蒸汽焓值，kJ/kg；hsatw-MPS为中压蒸汽压力下饱和水的焓值，kJ/kg；hEw-LPS为低压省煤器出口水焓值，kJ/kg；hsatw-HPS为高压蒸汽压力下饱和水的焓值，kJ/kg；hEw-HPS1为高压省煤器1出口水焓值，kJ/kg；3)根据第五计算式计算三压余热锅炉高压蒸汽流量，所述第五计算式为：(有再热，汽轮机高压缸无抽汽)；(有再热，汽轮机高压缸有抽汽)；(无再热)式中，MHPS为三压余热锅炉高压蒸汽流量，kg/s；为入炉膛的烟气比热容，kJ/(m3·℃)；tg-furnace为三压余热锅炉炉膛入口处的烟气温度，℃；tEB-HPS为三压余热锅炉高压省煤器和高压蒸发器之间的烟气平均温度，℃；Mexs为汽轮机高压缸抽汽量，kg/s；hhrhs为热再热蒸汽焓值，kJ/kg；hcrhs为冷再热蒸汽焓值，kJ/kg；hHPS为三压余热锅炉高压蒸汽焓值，kJ/kg；hsatw-HPS为高压蒸汽压力下饱和水的焓值，kJ/kg；4)根据第六计算式计算无再热时三压余热锅炉中压蒸汽流量计算系数，所述第六计算式为：YMPS＝(hMPS-hsatw-MPS)×(hsatw-LPS-hsatw-LPS)-(hsatw-MPS-hEw-LPS)×(hLPS-hsats-LPS)ZMPS＝MHPS×((hsatw-HPS-hEfw-HPS1)×(hsats-LPS-hsatw-LPS)-(hEfw-HPS1-hEw-LPS)×(hLPS-hsats-LPS))5)根据第七计算式计算三压余热锅炉中压蒸汽流量，所述第七计算式为：(有再热，汽轮机高压缸无抽汽)(有再热，汽轮机高压缸有抽汽)(无再热)式中，MMPS为中压蒸汽流量，kg/s；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定三压余热锅炉蒸汽流量和排烟参数的计算方法，其特征在于：所述的蒸汽流量和排烟参数的计算方法包括以下步骤：S1，相关参数的采集与测定；S2，再热系统的判定及再热量的计算；S3，补燃系统的判定及补燃量的计算；S4，三压余热锅炉高、中、低压蒸汽流量的计算；S5，三压余热锅炉排烟参数和热效率的计算。

【技术特征摘要】
1.一种确定三压余热锅炉蒸汽流量和排烟参数的计算方法，其特征在于：所述的蒸汽流量和排烟参数的计算方法包括以下步骤：S1，相关参数的采集与测定；S2，再热系统的判定及再热量的计算；S3，补燃系统的判定及补燃量的计算；S4，三压余热锅炉高、中、低压蒸汽流量的计算；S5，三压余热锅炉排烟参数和热效率的计算。2.根据权利要求1所述的三压余热锅炉蒸汽流量和排烟参数的计算方法，其特征在于：S1相关参数的采集与测定还包括如下步骤：S11，根据项目负荷情况，分别确定三压余热锅炉产生的高、中、低压蒸汽的压力和温度；S12，为三压余热锅炉的高、中、低压蒸汽分别选取合适的节点温差及接近点温差；S13，根据项目所使用的燃气轮机机型、环境参数及燃气参数等信息，采集燃气轮机排烟成分、排烟温度及流量，计算烟气热力性质；S14，根据所选定的汽轮机机型，确定汽轮机排汽压力；选取合适的高、中、低压流程的内效率及其机械发电效率；S15，选取合适的1#高压省煤器出口给水温度的变量；S16，选取合适的高、中、低压蒸汽分别从余热锅炉到高、中、低压缸进口的压损系数和温降。3.根据权利要求1所述的三压余热锅炉蒸汽流量和排烟参数的计算方法，其特征在于：S2再热系统的判定及再热量的计算还包括如下步骤：S21，根据项目负荷情况和系统配置的汽轮机形式，确定三压余热锅炉是否需要再热系统；S22，根据汽轮机对再热蒸汽参数的要求，确定汽轮机再热蒸汽进口的热再热蒸汽的温度和压力及比焓、比熵、高压缸排出的冷再热蒸汽的温度和压力及比焓、比熵。4.根据权利要求1所述的三压余热锅炉蒸汽流量和排烟参数的计算方法，其特征在于：S3补燃系统的判定及补燃量的计算还包括如下步骤：S31，根据第一计算式计算补燃时进入补燃室的天然气所消耗的氧气的容积数，所述第一计算式为：式中，为补燃时进入补燃室的天然气所消耗的氧气的容积数，m3/s；CnHm为天然气成分，％；n为天然气成分的碳原子个数；m为天然气成分的氢原子个数；S32，根据第二计算式计算补燃时进入炉膛的烟气流量，所述第二计算式为：Mg-furnace＝Mg-GT+MNG-HRSG+Mair-externally式中，Mg-furnace为进入炉膛的烟气流量，m3/s；Mg-GT为燃气轮机的排烟流量，m3/s；MNG-HRSG为补燃时进入余热锅炉的天然气流量，m3/s；Mair-externally为外补燃时进入余热锅炉的空气量，m3/s。5.根据权利要求1所述的三压余热锅炉蒸汽流量和排烟参数的计算方法，其特征在于：S4三压余热锅炉高、中、低压蒸汽流量的计算还包括如下步骤：S41，根据第三计算式计算高压省煤器与高压蒸发器之间的烟气温度，所述第三计算式为：tEB-HPS＝tsatw-HPS+tppdt-HPS式中，tEB-HPS为高压省煤器与高压蒸发器之间的烟气温度，℃；tsatw-HPS为高压蒸汽压力下饱和水的温度，℃；tppdt-HPS为三压余热锅炉高压蒸汽的节点温差，℃；S42，根据第四计算式计算再热时三压余热锅炉高压蒸汽流量计算系数，所述第四计算式为：XHPS＝(tEB-HPS-tEB-MPS)×(hsats-LPS-hsatw-LPS)-(tEB-MPS-tEB-LPS)×(hLPS-hsats-LPS)YHPS＝(hMPS-hsatw-MPS)×(h...

【专利技术属性】
技术研发人员：林振娴，赵志渊，
申请(专利权)人：林振娴，
类型：发明
国别省市：北京,11